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一条 SQL 更新语句是如何执行的？

SQL语句的执行过程涉及数据库的多个组件：连接器、分析器、优化器、执行器和存储引擎。理解这些组件的协作，对于深入掌握数据库性能优化和事务机制至关重要。

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0. 前置知识回顾

查询语句执行流程：

连接器 → 查询缓存（已弃用） → 分析器（解析 SQL） → 优化器（选择执行计划） → 执行器（执行操作） → 存储引擎（读取/写入数据）

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1. 示例：一个简单的更新语句

-- 创建表T，包含主键 ID 和一个整型字段 c
CREATE TABLE T (ID INT PRIMARY KEY,c INT
);-- 将 ID=2 的记录中的 c 字段值加1
UPDATE T SET c = c + 1 WHERE ID = 2;

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2. 更新语句的执行流程

和查询语句类似，更新语句也会经过 SQL 的各个组件流程。但更新语句除了读取数据，还会修改数据，因此会涉及到 日志系统 的处理。

流程简述如下：

1. 连接器：建立客户端和数据库之间的连接。
2. 查询缓存（现在已废弃）：由于该语句会修改表数据，因此会使查询缓存失效，MySQL 会清空缓存中与表 T 相关的结果。
3. 分析器：进行词法和语法分析，识别为一条 UPDATE 语句。
4. 优化器：决定使用主键索引查找 ID=2，优化执行路径。
5. 执行器：调用存储引擎 API 执行更新操作。

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3. 两种关键日志机制

更新语句执行过程中涉及两个关键日志：redo log 和 binlog。

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3.1 redo log（重做日志）

• 属于 InnoDB 存储引擎。
• 是 物理日志，记录“对某个页的物理修改”。
• 为了实现 WAL（Write-Ahead Logging）机制 —— 先写日志，再写磁盘，提高性能并保障数据可靠性。

WAL 示例流程：

1. 更新请求到来，先将修改记录写入 redo log（处于 prepare 状态）。
2. 数据页在内存中也被更新。
3. 后续再异步将更新刷入磁盘。

特点：

• 固定空间：如由4个1GB文件组成，写满后循环使用。
• 使用两个指针：
  • write pos：当前写入点
  • checkpoint：当前可擦除点（已持久化到磁盘）

Crash-safe 能力：即使数据库崩溃，重启后仍能通过 redo log 恢复数据，防止已提交事务丢失。

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3.2 binlog（归档日志）

• 属于 MySQL Server 层。
• 是 逻辑日志，记录的是 SQL 语句本身或行变更内容。
• 所有存储引擎（如 MyISAM、InnoDB）都可使用。

特点：

• 支持复制（主从）、备份恢复、审计。
• 可追加写，不会覆盖之前的内容。

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4. 更新语句完整执行流程

1. 执行器调用存储引擎查找 ID=2 的记录；
2. 将该行的 c 值加1，并提交修改请求；
3. InnoDB 引擎：
   • 更新内存中该记录；
   • 写入 redo log（prepare 状态）；
4. 执行器生成并写入 binlog；
5. 执行器调用引擎提交事务，引擎将 redo log 改为 commit 状态；
6. 更新成功完成。

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5. 两阶段提交（2PC）

为了保持 redo log 与 binlog 的一致性，MySQL 引入“两阶段提交”机制：

步骤	内容
①	写入 redo log（prepare）
②	写入 binlog
③	redo log 标记为 commit

为什么需要 2PC？

示例：

• 若只写 redo log，binlog 写入前 crash，则主库数据恢复正常，但 binlog缺失，主从不一致。
• 若只写 binlog，redo log 未提交时 crash，主库数据未更新，但 binlog却记录了操作，也会主从不一致。

所以，2PC 是保证事务一致性与主从一致性的关键机制。

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总结

模块	类型	作用
redo log	物理日志	保证崩溃恢复，属于 InnoDB
binlog	逻辑日志	用于复制、备份、审计，属于 MySQL Server 层
两阶段提交	协调机制	保证两个日志一致，维护事务原子性与一致性